| Project/Area Number |
21K18703
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | マイクロロボット / ハイドロゲル / 微細操作 / バイオミメティクス / PNIPAAm / 分子認識 / ゲルロボット / 温度応答性ゲル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，複数のユニットが合体して駆動することで様々な機能を実現する，合体・分解型マイクロゲルロボットの創製を目的とする．
近年，マイクロスケールのソフトロボットが多数提案されているが，これらのロボットは移動などの単純な機能しか有していなかった．従って，いかに機能化を行うか，という点がソフトマイクロロボットの重大な課題であった．
そこで本研究では，マイクロゲルをソフトアクチュエータとして搭載したロボットに，分子認識機能を利用した合体・分解機能を付与し，単純な構造のロボットを合体することで多機能を創発する「合体・分解型多機能マイクロゲルロボット」の実現を目的とする．
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| Outline of Final Research Achievements |
We propose micromodular robot based on assembly/ disassembly functions employing a molecular recognition. We have used stimuli responsive hydrogel as soft microactuators and succeeded in realizing hydrogel microrobot actuated by PNIPAAm, thermoresponsive hydrogel. In this study, we integrate cyclodextrin (CD) and azobenzen as a molecular recognition pair. We mixed the CD and azobenzen to PNIPAAm and succeeded in fabricating micropattern having the molecular recognition function. By using this microactuator, hydrogels can be assembled by irradiating UV light and disassembled by irradiating visible light. We succeeded in fabricating microrobot integrating this hydrogel actuator and drive it with irradiating laser to control its temperature. Also, we succeeded in assembly and disassembly of the robot with irradiating UV or visible light. We demonstrated peristaltic motion with assembled robot and showed that the assembled robot can move faster than a single modular robot.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では，マイクロスケールの合体・分解型ロボットを提案している．マイクロスケールのロボットの大きな課題として，その機能化をどう行うか，というものがある．本提案は，その課題解決を行うためのアプローチであり，さらに複数の機能を切り替え可能な可能性を示しており，マイクロロボットの実用化に向けた大きな役割を担うものであると考えられる．
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